一種Nb-Ti-Ta-C合金棒材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種Nb?Ti?Ta?C合金棒材，由以下質(zhì)量百分比的成分組成：Ti 25％～35％，Ta 5％～15％，C 0.2％～0.6％，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明還提供了一種制備該合金棒材的方法，包括以下步驟：一、非自耗真空熔煉制備Ti?Ta?C中間合金；二、機(jī)械破碎Ti?Ta?C中間合金，并與鈮粉混合均勻后壓制成電極；三、真空自耗電弧熔煉，得到鑄錠；四、熱擠壓，得到Nb?Ti?Ta?C合金棒材。本發(fā)明Nb?Ti?Ta?C合金棒材具有優(yōu)異的室溫、高溫強(qiáng)度和良好的塑性，以及較好的抗氧化性能，能夠作為下一代航空航天飛行器的超高溫結(jié)構(gòu)材料。
【專利說(shuō)明】
一種Nb-T 1-Ta-C合金棒材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于合金棒材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Nb-T1-Ta-C合金棒材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈮(Nb)在難熔金屬中比重最小，鈮合金與其它難熔金屬相比有較高的比強(qiáng)度、優(yōu)良的塑性，加工性能和可焊性，同時(shí)它還具有小的熱中子吸收截面和抗液體金屬侵蝕能力。作為高溫結(jié)構(gòu)材料，鈮合金具有較好的高溫強(qiáng)度，良好的加工成形性能，在過(guò)去幾十年里在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，隨著航空航天技術(shù)和國(guó)防工業(yè)的發(fā)展，要求高溫結(jié)構(gòu)材料在1200°C以上高溫和氧化環(huán)境中承受高的應(yīng)力。為了提高鈮合金的高溫強(qiáng)度，傳統(tǒng)的高強(qiáng)鈮合金是在鈮中添加大量的高熔點(diǎn)難熔金屬(如W、Mo、Ta和Hf等)進(jìn)行固溶強(qiáng)化，提高鈮合金的使用溫度。由于合金化程度很高，晶格產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變，使鈮合金的塑性嚴(yán)重下降，材料的加工性能變差，成品率很低，而且單一的固溶強(qiáng)化機(jī)制難以大幅提高鈮合金的高溫力學(xué)性能；同時(shí)，由于引入了大量的W、Mo、Ta和Hf等元素，使鈮合金的比重變大和嚴(yán)重惡化了高溫抗氧化性能，不利于在航空航天上的應(yīng)用。另一種高強(qiáng)鈮合金是NbC彌散強(qiáng)化鈮合金，雖然NbC具有高熔點(diǎn)、高硬度和高的彈性模量，能顯著提高鈮合金的高溫強(qiáng)度，但NbC偏聚嚴(yán)重，使材料的塑性嚴(yán)重下降，加工成形困難，并且降低了材料使用的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種Nb-T1-Ta-C合金棒材。該合金棒材室溫抗拉強(qiáng)度為1060MPa?1205MPa、室溫延伸率為13%?20%，在1400°C條件下的抗拉強(qiáng)度為312MPa?415MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后合金棒材的損失0.18mg/cm2?0.093mg/cm2，由此證明該Nb-T1-Ta-C合金棒材具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，較好的室溫塑性和高溫抗氧化性能，能夠在超高溫空氣環(huán)境中使用。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種Nb-T1-Ta-C合金棒材，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti 25%?35%，Ta 5%?15%，C 0.2%?0.6%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0005]上述的Nb-T1-Ta-C合金棒材，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti28%?32%，Ta 8%?12%，C 0.3%?0.5%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0006]上述的Nb-T1-Ta-C合金棒材，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti30%,Ta 10%,C 0.4%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0007 ]另外，本發(fā)明還提供了一種制備上述的Nb-T 1-T a_C合金棒材的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0008]步驟一、將鈦粉、鉭粉和碳粉置于非自耗真空電弧爐中，抽真空至爐內(nèi)氣壓小于5X 10—4Pa,然后向抽真空后的非自耗真空電弧爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣氣氛保護(hù)下，在熔煉溫度為3000?3300 °C下熔煉I?3次，得到成分均勻的T 1-Ta-C中間合金；
[0009]步驟二、對(duì)步驟一中所述T1-Ta-C中間合金進(jìn)行機(jī)械破碎，得到中間合金粉體，然后向中間合金粉體中添加鈮粉，混合均勻后壓制成電極；
[0010]步驟三、將步驟二中所述電極置于真空自耗電弧爐中，在真空度不大于5X 10—2Pa的條件下電弧熔煉I?3次，隨爐冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到鑄錠;所述電弧熔煉的熔煉電流為8kA?10kA，所述電弧熔煉的熔煉電壓為35V?45V;
[0011 ] 步驟四、將步驟三中所述鑄錠在擠壓溫度為1100 °C?1300 0C，擠壓比為5?9的條件下進(jìn)行擠壓，冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到Nb-T1-Ta-C合金棒材。
[0012]上述的方法，其特征在于，步驟一中所述鈦粉、鉭粉和碳粉的質(zhì)量純度均不小于99.5%。
[0013]上述的方法，其特征在于，步驟二中所述鈮粉的質(zhì)量純度不小于99.5%。
[0014]上述的方法，其特征在于，步驟二中所述中間合金粉體的粒度不大于IOOym。
[0015]上述的方法，其特征在于，步驟四中所述擠壓溫度為1150°C?1250°C，擠壓比為6?8。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、本發(fā)明采用非自耗真空電弧熔煉方法制備T1-Ta-C中間合金，在非自耗真空電弧熔煉過(guò)程中Ti與C發(fā)生反應(yīng)生成TiC，Ta與C發(fā)生反應(yīng)生成TaC，然后再采用真空自耗電弧熔煉+熱擠壓工藝過(guò)程制備Nb-T1-Ta-C合金棒材，粗大的樹(shù)枝晶組織完全被破碎和細(xì)化，并且TiC和TaC陶瓷相彌散均勻分布在Nb基體中。
[0018]2、本發(fā)明制備的Nb-T1-Ta-C合金中TiC和TaC陶瓷相均勻彌散在連續(xù)的Nb基體中，不但極大提高了Nb-T1-Ta-C合金棒材的力學(xué)性能，而且改善了Nb-T1-Ta-C合金棒材的高溫抗氧化性能，同時(shí)具有較好的室溫塑性。
[0019]3、本發(fā)明制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材的室溫抗拉強(qiáng)度為1060MPa?1205MPa、室溫延伸率為13%?20%，1400°(:的抗拉強(qiáng)度為31210^?41510^，在1400°(:空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失0.093mg/cm2?0.18mg/cm2，由此證明該Nb-T1-Ta-C合金棒材具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，較好的室溫塑性和高溫抗氧化性能，能夠在超高溫空氣環(huán)境中使用。
[0020]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材的顯微組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
[0023]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti30%，Ta 10%,C0.4%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0024]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材的制備方法包括以下步驟:
[0025]步驟一、將鈦粉、鉭粉和碳粉置于非自耗真空電弧爐中，抽真空至爐內(nèi)氣壓小于5X 10—4Pa,然后向抽真空后的非自耗真空電弧爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣氣氛保護(hù)下，在熔煉溫度為3150°C下熔煉2次，得到成分均勻的T1-Ta-C中間合金;所述鈦粉、鉭粉和碳粉的質(zhì)量純度均不小于99.5%;
[0026]步驟二、對(duì)步驟一中所述T1-Ta-C中間合金進(jìn)行機(jī)械破碎，得到中間合金粉體，然后向中間合金粉體中添加鈮粉，混合均勻后壓制成電極;所述鈮粉的質(zhì)量純度均不小于99.5% ;所述中間合金粉體的粒度不大于ΙΟΟμπι;;所述中間合金粉體的粒度不大于ΙΟΟμπι;
[0027]步驟三、將步驟二中所述電極置于真空自耗電弧爐中，在真空度不大于5X 10—2Pa的條件下電弧熔煉2次，隨爐冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到鑄錠;所述電弧熔煉的熔煉電流為9kA，所述電弧熔煉的熔煉電壓為40V;
[0028]步驟四、將步驟三中所述鑄錠在擠壓溫度為1200°C，擠壓比為7的條件下進(jìn)行擠壓，冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到Nb-T1-Ta-C合金棒材。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例1制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材的顯微組織如圖1所示。從圖1可以看出，本實(shí)施例制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材粗大的樹(shù)枝狀鑄態(tài)組織完全被破碎，TiC和TaC陶瓷相均勻彌散在連續(xù)的Nb基體中。這種彌散分布的TiC和TaC陶瓷相不但使Nb-T1-Ta-C合金棒材具有很高的力學(xué)性能，同時(shí)改善了Nb-T1-Ta-C合金棒材的高溫抗氧化性能;連續(xù)的Nb基體使Nb-T1-Ta-C合金棒材具有較好的室溫塑性。進(jìn)一步分析本實(shí)施例制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材Nb基體的化學(xué)成分，結(jié)果表明大量的Ti固溶在Nb基體中，Ti固溶在Nb基體中不但降低了合金棒材的密度，同時(shí)改善了Nb合金的高溫抗氧化性能。
[0030]本實(shí)施例制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材室溫抗拉強(qiáng)度為1205MPa、室溫延伸率為20%，1400°C的抗拉強(qiáng)度為415MPa，在1400°C空氣環(huán)境中氧化10h后材料損失0.093mg/cm2，該Nb-T1-Ta-C合金棒材具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，較好的室溫塑性和高溫抗氧化性能，能夠在超高溫空氣環(huán)境中使用。
[0031]實(shí)施例2
[0032]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti28%，Ta 8%,C0.3%，余I為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0033]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材的制備方法包括以下步驟:
[0034]步驟一、將鈦粉、鉭粉和碳粉置于非自耗真空電弧爐中，抽真空至爐內(nèi)氣壓小于5X 10—4Pa,然后向抽真空后的非自耗真空電弧爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣氣氛保護(hù)下，在熔煉溫度為3000°C下熔煉I次，得到成分均勻的T1-Ta-C中間合金;所述鈦粉、鉭粉和碳粉的質(zhì)量純度均不小于99.5%;
[0035]步驟二、對(duì)步驟一中所述T1-Ta-C中間合金進(jìn)行機(jī)械破碎，得到中間合金粉體，然后向中間合金粉體中添加鈮粉，混合均勻后壓制成電極;所述鈮粉的質(zhì)量純度均不小于99.5% ；所述中間合金粉體的粒度不大于10ym；
[0036]步驟三、將步驟二中所述電極置于真空自耗電弧爐中，在真空度不大于5X 10—2Pa的條件下電弧熔煉I次，隨爐冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到鑄錠;所述電弧熔煉的熔煉電流為8kA，所述電弧熔煉的熔煉電壓為35V;
[0037]步驟四、將步驟三中所述鑄錠在擠壓溫度為100tC，擠壓比為5的條件下進(jìn)行擠壓，冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到Nb-T1-Ta-C合金棒材。
[0038]本實(shí)施例制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材室溫抗拉強(qiáng)度為1060MPa、室溫延伸率為13%，1400°(:的抗拉強(qiáng)度為31210^，在1400°(:空氣環(huán)境中氧化10011后材料損失0.1811^/0112，該Nb-T1-Ta-C合金棒材具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，較好的室溫塑性和高溫抗氧化性能，能夠在超高溫空氣環(huán)境中使用。
[0039]實(shí)施例3
[0040]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti32%，Ta 12%,C0.5%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0041 ]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材的制備方法包括以下步驟:
[0042]步驟一、將鈦粉、鉭粉和碳粉置于非自耗真空電弧爐中，抽真空至爐內(nèi)氣壓小于5X 10—4Pa,然后向抽真空后的非自耗真空電弧爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣氣氛保護(hù)下，在熔煉溫度為3300°C下熔煉3次，得到成分均勻的T1-Ta-C中間合金;所述鈦粉、鉭粉和碳粉的質(zhì)量純度均不小于99.5%;
[0043]步驟二、對(duì)步驟一中所述T1-Ta-C中間合金進(jìn)行機(jī)械破碎，得到中間合金粉體，然后向中間合金粉體中添加鈮粉，混合均勻后壓制成電極;所述鈮粉的質(zhì)量純度均不小于99.5% ；所述中間合金粉體的粒度不大于10ym；
[0044]步驟三、將步驟二中所述電極置于真空自耗電弧爐中，在真空度不大于5X 10—2Pa的條件下電弧熔煉I次，隨爐冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到鑄錠;所述電弧熔煉的熔煉電流為1kA，所述電弧熔煉的熔煉電壓為45V;
[0045]步驟四、將步驟三中所述鑄錠在擠壓溫度為1300°C，擠壓比為9的條件下進(jìn)行擠壓，冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到Nb-T1-Ta-C合金棒材。
[0046]本實(shí)施例制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材室溫抗拉強(qiáng)度為1150MPa、室溫延伸率為17%，1400°(:的抗拉強(qiáng)度為39710^，在1400°(:空氣環(huán)境中氧化10011后材料損失0.1311^/0112，該Nb-T1-Ta-C合金棒材具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，較好的室溫塑性和高溫抗氧化性能，能夠在超高溫空氣環(huán)境中使用。
[0047]實(shí)施例4
[0048]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti25%，Ta 5%,C0.2%，余3；為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0049 ]本實(shí)施例Nb-T 1-Ta-C合金棒材的制備方法包括以下步驟:
[0050]步驟一、將鈦粉、鉭粉和碳粉置于非自耗真空電弧爐中，抽真空至爐內(nèi)氣壓小于5X 10—4Pa,然后向抽真空后的非自耗真空電弧爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣氣氛保護(hù)下，在熔煉溫度為3150°C下熔煉3次，得到成分均勻的T1-Ta-C中間合金;所述鈦粉、鉭粉和碳粉的質(zhì)量純度均不小于99.5%;
[0051 ]步驟二、對(duì)步驟一中所述T1-Ta-C中間合金進(jìn)行機(jī)械破碎，得到中間合金粉體，然后向中間合金粉體中添加鈮粉，混合均勻后壓制成電極;所述鈮粉的質(zhì)量純度均不小于99.5% ；所述中間合金粉體的粒度不大于10ym；
[0052]步驟三、將步驟二中所述電極置于真空自耗電弧爐中，在真空度不大于5X 10—2Pa的條件下電弧熔煉I次，隨爐冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到鑄錠;所述電弧熔煉的熔煉電流為9kA，所述電弧熔煉的熔煉電壓為40V;
[0053]步驟四、將步驟三中所述鑄錠在擠壓溫度為1200°C，擠壓比為7的條件下進(jìn)行擠壓，冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到Nb-T1-Ta-C合金棒材。
[0054]本實(shí)施例制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材室溫抗拉強(qiáng)度為1090MPa、室溫延伸率為15%，1400°(:的抗拉強(qiáng)度為38210^，在1400°(:空氣環(huán)境中氧化10011后材料損失0.1011^/0112，該Nb-T1-Ta-C合金棒材具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，較好的室溫塑性和高溫抗氧化性能，能夠在超高溫空氣環(huán)境中使用。
[0055]實(shí)施例5
[0056]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti35%，Ta 15%,C0.6%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0057]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材的制備方法包括以下步驟:
[0058]步驟一、將鈦粉、鉭粉和碳粉置于非自耗真空電弧爐中，抽真空至爐內(nèi)氣壓小于5X 10—4Pa,然后向抽真空后的非自耗真空電弧爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣氣氛保護(hù)下，在熔煉溫度為3200°C下熔煉2次，得到成分均勻的T1-Ta-C中間合金;所述鈦粉、鉭粉和碳粉的質(zhì)量純度均不小于99.5%;
[0059]步驟二、對(duì)步驟一中所述T1-Ta-C中間合金進(jìn)行機(jī)械破碎，得到中間合金粉體，然后向中間合金粉體中添加鈮粉，混合均勻后壓制成電極;所述鈮粉的質(zhì)量純度均不小于99.5% ；所述中間合金粉體的粒度不大于10ym；
[0060]步驟三、將步驟二中所述電極置于真空自耗電弧爐中，在真空度不大于5X 10—2Pa的條件下電弧熔煉3次，隨爐冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到鑄錠;所述電弧熔煉的熔煉電流為9kA，所述電弧熔煉的熔煉電壓為40V;
[0061]步驟四、將步驟三中所述鑄錠在擠壓溫度為1200°C，擠壓比為9的條件下進(jìn)行擠壓，冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到Nb-T1-Ta-C合金棒材。
[0062]本實(shí)施例制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材室溫抗拉強(qiáng)度為1200MPa、室溫延伸率為19%，1400°(:的抗拉強(qiáng)度為40210^，在1400°(:空氣環(huán)境中氧化10011后材料損失0.1711^/0112，該Nb-T1-Ta-C合金棒材具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，較好的室溫塑性和高溫抗氧化性能，能夠在超高溫空氣環(huán)境中使用。
[0063]實(shí)施例6
[0064]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti 35%,Ta 15%,C 0.2%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0065]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材的制備方法包括以下步驟:
[0066]步驟一、將鈦粉、鉭粉和碳粉置于非自耗真空電弧爐中，抽真空至爐內(nèi)氣壓小于5X 10—4Pa,然后向抽真空后的非自耗真空電弧爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣氣氛保護(hù)下，在熔煉溫度為3200°C下熔煉3次，得到成分均勻的T1-Ta-C中間合金;所述鈦粉、鉭粉和碳粉的質(zhì)量純度均不小于99.5%;
[0067]步驟二、對(duì)步驟一中所述T1-Ta-C中間合金進(jìn)行機(jī)械破碎，得到中間合金粉體，然后向中間合金粉體中添加鈮粉，混合均勻后壓制成電極;所述鈮粉的質(zhì)量純度均不小于99.5% ；所述中間合金粉體的粒度不大于10ym；
[0068]步驟三、將步驟二中所述電極置于真空自耗電弧爐中，在真空度不大于5X 10—2Pa的條件下電弧熔煉3次，隨爐冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到鑄錠;所述電弧熔煉的熔煉電流為9kA，所述電弧熔煉的熔煉電壓為40V;
[0069]步驟四、將步驟三中所述鑄錠在擠壓溫度為1150°C，擠壓比為6的條件下進(jìn)行擠壓，冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到Nb-T1-Ta-C合金棒材。
[0070]本實(shí)施例制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材室溫抗拉強(qiáng)度為1125MPa、室溫延伸率為19%，1400°(:的抗拉強(qiáng)度為39510^，在1400°(:空氣環(huán)境中氧化10011后材料損失0.1211^/0112，該Nb-T1-Ta-C合金棒材具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，較好的室溫塑性和高溫抗氧化性能，能夠在超高溫空氣環(huán)境中使用。
[0071 ] 實(shí)施例7
[0072]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti 25%,Ta 5%,C
0.6%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。
[0073]本實(shí)施例Nb-T1-Ta-C合金棒材的制備方法包括以下步驟:
[0074]步驟一、將鈦粉、鉭粉和碳粉置于非自耗真空電弧爐中，抽真空至爐內(nèi)氣壓小于5X 10—4Pa,然后向抽真空后的非自耗真空電弧爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣氣氛保護(hù)下，在熔煉溫度為3200°C下熔煉3次，得到成分均勻的T1-Ta-C中間合金;所述鈦粉、鉭粉和碳粉的質(zhì)量純度均不小于99.5%;
[0075]步驟二、對(duì)步驟一中所述T1-Ta-C中間合金進(jìn)行機(jī)械破碎，得到中間合金粉體，然后向中間合金粉體中添加鈮粉，混合均勻后壓制成電極;所述鈮粉的質(zhì)量純度均不小于99.5% ；所述中間合金粉體的粒度不大于10ym；
[0076]步驟三、將步驟二中所述電極置于真空自耗電弧爐中，在真空度不大于5X 10—2Pa的條件下電弧熔煉3次，隨爐冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到鑄錠;所述電弧熔煉的熔煉電流為9kA，所述電弧熔煉的熔煉電壓為40V;
[0077]步驟四、將步驟三中所述鑄錠在擠壓溫度為1250°C，擠壓比為8的條件下進(jìn)行擠壓，冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到Nb-T1-Ta-C合金棒材。
[0078]本實(shí)施例制備的Nb-T1-Ta-C合金棒材室溫抗拉強(qiáng)度為I lOOMPa、室溫延伸率為15%，1400°(:的抗拉強(qiáng)度為35010^，在1400°(:空氣環(huán)境中氧化10011后材料損失0.1811^/0112，該Nb-T1-Ta-C合金棒材具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，較好的室溫塑性和高溫抗氧化性能，能夠在超高溫空氣環(huán)境中使用。
[0079]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種Nb-T1-Ta-C合金棒材，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti 25 0Z0?35%,Ta 5%?15%，C 0.2%?0.6%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Nb-T1-Ta-C合金棒材，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti 28%?32%，Ta 8%?12%，C 0.3%?0.5%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的Nb-T1-Ta-C合金棒材，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的成分組成:Ti 30%,Ta 10%,C 0.4%，余量為Nb和不可避免的雜質(zhì)。4.一種制備如權(quán)利要求1、2或3所述的Nb-T1-Ta-C合金棒材的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、將鈦粉、鉭粉和碳粉置于非自耗真空電弧爐中，抽真空至爐內(nèi)氣壓小于5X10—4Pa，然后向抽真空后的非自耗真空電弧爐內(nèi)通入氬氣，在氬氣氣氛保護(hù)下，在熔煉溫度為3000?3300 °C下熔煉I?3次，得到成分均勻的T 1-Ta-C中間合金； 步驟二、對(duì)步驟一中所述T1-Ta-C中間合金進(jìn)行機(jī)械破碎，得到中間合金粉體，然后向中間合金粉體中添加鈮粉，混合均勻后壓制成電極； 步驟三、將步驟二中所述電極置于真空自耗電弧爐中，在真空度不大于5X10—2Pa的條件下電弧熔煉I?3次，隨爐冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到鑄錠;所述電弧熔煉的熔煉電流為8kA?10kA，所述電弧熔煉的熔煉電壓為35V?45V; 步驟四、將步驟三中所述鑄錠在擠壓溫度為1100 °C?1300 0C，擠壓比為5?9的條件下進(jìn)行擠壓，冷卻后進(jìn)行扒皮處理，得到Nb-T1-Ta-C合金棒材。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟一中所述鈦粉、鉭粉和碳粉的質(zhì)量純度均不小于99.5%。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟二中所述鈮粉的質(zhì)量純度不小于99.5%。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟二中所述中間合金粉體的粒度不大于10um08.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟四中所述擠壓溫度為1150°C?1250°C，擠壓比為6?8。
【文檔編號(hào)】C22C1/03GK106011575SQ201610595662
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日
【發(fā)明人】喻吉良, 鄭欣, 劉輝, 王峰
【申請(qǐng)人】西北有色金屬研究院